CN107555536A - 一种斜板分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜板分离装置，涉及油水分离技术领域。本发明的分离装置包括框架和斜板，斜板具有相对的两面，一面为平面另一面为波纹面；斜板的平面朝上、波纹面朝下且与水平面成锐角固定于框架内；上层斜板的波纹面的波谷端至正对的下层斜板的平面形成第一空间，上层斜板的波纹面的波峰端至正对的下层斜板的平面形成第二空间；第一空间与第二空间沿液体流动方向相互交替设置以形成完整流体通道；含油污水从波纹面的竖向截面形状为长方形一侧进入，流经流体通道时形成紊流，含油污水中的油滴在第一空间处被拦截，水滴通过流体通道流出实现油水分离。本发明分离装置的表面积增大，体积变小，适用于粒径40微米以上油滴的分离且分离效果高。

Description

一种斜板分离装置

技术领域

本发明涉及油水分离技术领域，尤其涉及一种斜板分离装置。

背景技术

随着石油的不断开采，石油的纯度会下降，故提高石油的利用率显得尤为重要，这就涉及到石油的高效分离问题。

影响液液分离的主要因素是被分离的液滴的直径，液体的粒径越大则越容易分离，越小则越难分离。分离过程是轻相向混合液体上方聚集且重相向混合液下方聚集的过程。

为分离原油中的水和油，常用的化学分离方法为添加化学试剂，如破乳剂或絮凝剂，由于添加了化学试剂，对环境造成污染且分离效果不理想；常用的物理分离方法是根据Stokes定律，利用斜板分离装置对含油污水进行油水分离，常见的斜板分离装置采用直面斜板分离或波纹面斜板，其中，带波纹的长直斜板分离装置的斜板组由两个波纹型板对称布置，水流沿由两个波纹板形成的通道流动，对原油进行油水分离时含油污水沿波纹曲线通过波纹板，由于水流方向不断改变增加了油滴的碰撞机会，进而实现油、水、泥分离。

上述斜板的材料一般为玻璃钢，斜板长度较长，无法有效的分离出原油中粒径较小的油滴。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种斜板分离装置，主要目的是解决油、水分离效率低，尤其无法较好的将粒径较小的油滴(油滴粒径在40微米以上)从含油污水中分离出的问题。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种斜板分离装置，包括框架和斜板；

所述斜板具有相对的两面，一面为平面，另一面为波纹面；

所述斜板的平面朝上、波纹面朝下且所述斜板与水平面成锐角固定于所述框架内；

上层斜板的波纹面的波谷端至正对的下层斜板的平面形成第一空间，上层斜板的波纹面的波峰端至正对的下层斜板的平面形成第二空间；所述第一空间与所述第二空间沿液体流动方向相互交替设置以形成完整流体通道；

含油污水从所述波纹面的竖向截面形状为长方形的一侧进入，流经所述流体通道时形成紊流，所述含油污水中的油滴在所述第一空间处被拦截，水滴通过所述流体通道流出，实现油水分离。

作为优选，所述上层斜板的波纹面的波谷端至所述下层斜板的平面的第一垂直距离为1mm-8mm；所述上层斜板的波纹面的波峰端至所述下层斜板的平面的第二垂直距离为15mm-30mm。

作为优选，所述第一垂直距离为1mm-5mm，所述第二垂直距离为15mm-25mm。

作为优选，所述斜板的材质为聚氯乙烯；所述斜板的平面经过氧化处理。

作为优选，所述框架包括两个相对设置的侧板以及固定侧板的连接件；所述斜板通过固定件固定于所述框架内，所述固定件为U型槽，两个侧板上U型槽的槽口相对；所述U型槽在所述侧板上的设置方向与水平方向成15°-45°夹角。

作为优选，所述U型槽在所述侧板上的设置方向与水平方向成20°-30°夹角。

作为优选，所述波纹面上形成波谷的两个板面的夹角为60°-120°，所述波纹面上形成波峰的两个板面的夹角为60°-120°；所述波纹面上相邻两个波峰之间的水平距离相等。

作为优选，所述波纹面上形成所述波谷的两个板面的夹角为90°，所述波纹面上形成所述波峰的两个板面的夹角为90°。

作为优选，所述斜板一侧边的竖直方向的截面形状为波峰线与波浪线组成，所述斜板另一侧边的竖直方向的截面形状为长方形，所述一侧边和所述另一侧边相交。

作为优选，所述斜板的长度为0.5m-1m，宽度为0.5m-1m，所述斜板的形状为正方形，所述斜板的数量为5-20。

本发明的斜板分离装置与现有技术相比，具有以下优点：

传统的斜板两面均为波纹面，形成直径大小均相同的波浪型流体通道；本发明斜板的两面不同，一面为平面，另一面为波纹面，形成了第一空间(窄径)与第二空间(宽径)，所述第一空间和所述第二空间沿水平方向(斜板水平放置时的水平方向)相互交替设置的流体通道，该流体通道以-宽-窄-宽-窄-的组合对流入其中的含油污水形成多次紊流，该紊流增加了含油污水中油滴碰撞的机会，进而增加了小粒径油滴汇聚形成大粒径油滴的机会，当大粒径油滴增大到一定程度后先被第一空间(窄径)拦截停止向前运动，油滴粒径增大后其浮力增大进而挣脱斜板表面束缚力从斜板中脱离出来并上浮形成目标油层，水分子则顺利穿过流体通道，因而实现了含油污水中油与水非常好的分离效果。

本发明的斜板分离装置的表面积是传统斜板分离装置表面积的三倍，但其整体体积却变小，方便操作，减少成本。本发明的斜板分离装置的分离效率远高于传统的斜板分离装置，在单位体积内，本发明的斜板表面积增大后，可实现油水混合物中粒径为40微米以上油滴的分离。

附图说明：

图1为传统的双面波纹斜板的竖向截面示意图；

图2为本发明实施例提供的斜板分离装置的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的斜板分离装置的一面为平面另一面为波纹面的斜板的一个竖向截面示意图；

图4为本发明实施例提供的斜板波纹面的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一块斜板的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的上层斜板的波纹面与下层斜板的平面之间形成的液流通道竖向截面的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的含油污水分离器的剖面示意图。

(在图1-图7中，箭头仅表示液体流动方向)

附图标记：

1.斜板，101.平面，102.波纹面，1021.波峰处夹角，1022.波谷端，1023.波峰端，2.框架，3.U型槽，4.第一空间，5.第二空间，6.预处理装置，7.斜板分离装置，8.污水输送装置。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下以较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、技术方案、特征及其功效，详细说明如后。下述说明中的多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

实施例1

如图2-图6所示，一种斜板分离装置，包括框架2和斜板1；上述斜板具有相对的两面，一面为平面101，另一面为波纹面102；上层斜板的波纹面的波谷端1022(波谷附近板面)与正对的下层斜板的平面形成第一空间4，上述上层斜板的波纹面的波峰端1023(波峰附近板面)与正对的上述下层斜板的平面形成第二空间5；上述第一空间4(小空间)与上述第二空间5(大空间)沿液体流动方向相互交替设置形成完整流体通道(即该流体通道由-大-小-大-小-的空间组成)；含油污水从上述波纹面102的竖向截面形状为长方形的一侧进入，流经上述流体通道时在第一空间4处(小通道处)被汇聚，在第二空间5处(大通道处)打散，进而形成紊流，上述含油污水经过紊流后，其中油滴在上述第一空间4处(小通道处)汇聚、融合、增大且被拦截，最后挣脱斜板表面束缚力而上浮至目标油层，水滴则从上述流体通道流出，实现含油污水的油与水分离。

作为上述实施例的优选，上述上层斜板的波纹面102的波谷端至上述下层斜板的平面101的第一垂直距离为1mm-8mm；上述上层斜板的波纹面102的波峰端至上述下层斜板的平面101的第二垂直距离为15mm-30mm；上述垂直距离是根据含油污水的密度与粘度不同以及所要分离的油滴粒径不同设计；本发明根据要处理的含油污水设计上述距离，主要目的是为了分离粒径在40微米以上的油滴，将40微米的油滴聚集增大为100-150微米以上，达到油滴上浮需要的浮力；优选的，上述第一垂直距离为1mm-5mm，上述第二垂直距离为15mm-25mm；进一步优选的，上述第一垂直距离为1mm-3mm，上述述第二垂直距离为15-20mm，采用该优选尺寸，是为了提高油水分离效率以及尽量将粒径在40微米以上的油滴分离出去。

作为上述实施例的优选，上述斜板的材质为聚氯乙烯，聚氯乙烯材料更容易吸附油滴，即容易挂油，有利于油滴汇聚增大；上述斜板的平面经过氧化处理，经过氧化处理的聚氯乙烯材料进一步更容易吸附油滴。

作为上述实施例的优选，上述框架包括两个相对设置的侧板以及固定侧板的连接件；上述斜板通过固定件固定于框架内，固定件为U型槽3，两个侧板上U型槽的槽口相对；U型槽在侧板上的设置方向与水平方向成15°-45°夹角。该角度是根据原油密度、粘度、含油污水组分以及对分离效果的要求设计不同长度的流体通道和角度；进一步优选的，本发明的斜板相对于水平方向以20°-30°的角度插入上述U型槽3中；上述固定件也可以是卡扣等，能将斜板固定于侧板上的部件均可，本发明设计的U型槽3为条形，U型槽3长度和斜板长度相同，U型槽3的槽口大小正好可使斜板插入其中且不滑落，即U型槽3内的容纳空间和斜板厚度匹配，可根据实际需要增加或减少斜板数量，操作方便。

作为上述实施例的优选，上述波纹面上形成上述波谷的两个板面的夹角为60°-120°，本发明根据要处理的油水混合物的密度与粘度，优选夹角设计为90°；上述波纹面上形成上述波峰的两个板面的夹角为60°-120°本发明根据要处理的油水混合物的密度与粘度，优选波峰夹角1021为90°。

作为上述实施例的优选，上述斜板为一整体，一面为平面，另一面为波纹面上述平面板和波纹面板的长与宽分别对应相同；上述同一块斜板上的平面和波纹面之间为实心体也可为空心体，为了节省材料和减轻分离装置的重量，方便操作，本发明的同一块斜板上的平面和波纹面之间为空心体。

作为上述实施例的优选，上述斜板一侧边的竖直方向的截面形状为波峰线与波浪线组成，上述斜板另一侧边的竖直方向的截面形状为长方形，上述一侧边和上述另一侧边相交。

作为上述实施例的优选，上述波浪线上相邻两个波峰之间的水平距离相等；当所要处理的含油污水的密度与粘度越大，上述波浪线上相邻两个波峰之间的水平距离越大，反之。

作为上述实施例的优选，上述斜板的长为0.5m-1m，宽为0.5m-1m，斜板的形状为正方形；斜板的数量为5-20；斜板的长、宽以、形状以及数量均可根据实际需要进行设计，如可根据含油污水的处理量来设计。

如图1所示，传统的斜板两面均为波纹面，形成了直径大小均相同的波浪型液体动通道；该通道中的含油污水未经过汇聚-分散-汇聚-分散的混合模式，无法形成紊流，不能实现油滴碰撞，小油滴不能汇聚形成大油滴，进而无法较好的进行油水分离，油水分离效果差，尤其不能将油滴粒径在40微米左右的油滴分离出。

如图2-图6所示，本发明斜板的两面不同，一面为平面，另一面为波纹面，形成了第一空间(窄径)与第二空间(宽径)，上述第一空间和上述第二空间沿水平方向(斜板水平放置时的水平方向)相互交替设置的流体通道，该流体通道的-宽-窄-宽-窄-的组合设计对流入其中的含油污水形成多次紊流，该紊流的形成增加了含油污水中油滴碰撞的机会，进而增加了小粒径油滴汇聚形成大粒径油滴的机会，当大粒径油滴增大到一定程度后先被第一空间(窄径)拦截停止向前流动，油滴粒径增大后浮力增大进而挣脱斜板表面束缚力，从斜板中脱离出来向上浮聚形成目标油层，水分子顺利穿过液流通道，因而实现了含油污水中油与水非常好的分离效果。

本发明的斜板分离装置的表面积是传统斜板分离装置表面积的三倍，但整体体积变小，方便操作，减少成本。本发明的斜板分离装置的分离效率远高于传统的斜板分离装置，在单位体积内，本发明的斜板表面积增大后，可实现油水混合物中粒径为40微米以上油滴的分离。

本发明的斜板分离装置可与常规的其他分离装置组合进行含油污水的油水分离，尤其对于油田原油中油与水的分离具有很大应用前景；本发明主要处理的含油污水中油滴粒径为40微米左右或以上，传统斜板分离装置是无法实现分离40微米左右的油滴，本发明主要针对上述技术问题设计了本发明的斜板分离装置，本发明的斜板分离装置可与其他油水分离的装置配合使用。

实施例2

如图7所示，一种含油污水分离器，上述分离器一端至少设有用于含油污水进入的进口，上述分离器另一端的壳体上至少设有用于污水排出的出口；从上述进口至上述出口，上述分离器内依次设有：预处理装置6，用于沉降且贮存上述含油污水中污泥；斜板分离装置7，其顶端和底端分别与上述分离器的顶端和底端紧密连接，上述斜板分离装置用于油水分离；上述分离器在上述斜板分离装置顶端处设有用于接收和容纳上述斜板分离装置分离出的油的油槽；上述出口连接有输送泵，用于将上述含油污水中的污水从上述分离器中抽出；

其中，上述斜板分离装置为本发明上述实施例的斜板分离装置，如图1-图6所示。

作为上述实施例的优选，上述预处理装置6包括进液管道、飞溅分离盘及污泥贮斗，上述进液管道穿过上述进口伸入上述预处理装置内，上述飞溅分离盘的顶端与上述分离器的顶部壳体连接，上述飞溅分离盘竖直设于上述预处理装置内，上述飞溅分离盘的底端与上述分离器的底部具有间距，上述间距用于上述含油污水通过，上述预处理装置的底部设有污泥贮斗，上述污泥贮斗用于容纳上述含油污水中沉降滤出的污泥。

作为上述实施例的优选，上述分离器包括污水输送装置8，用于容纳和输送上述含油污水中分离出的污水；上述斜板分离装置与上述污水输送装置之间设有第一液位传感器，上述第一液位传感器穿过上述分离器顶部开设的通孔插入上述斜板分离装置与上述污水输送装置之间的液体中以检测污水液位；上述污水输送装置内设有第二液位传感器，上述第二液位传感器穿过上述分离器靠近上述污水输送装置的顶部开设的通孔插入上述污水输送装置内液体以检测污水液位。

作为上述实施例的优选，上述斜板分离装置与上述污水输送装置之间设有污水挡板，上述污水挡板的顶端和底端分别对应和上述分离器的顶端和底端紧密连接，上述污水挡板底端设有一通孔，输送管道一端穿过上述通孔后竖直向上伸入上述污水输送装置内，上述输送管道的另一端排出污水，上述污水从上述分离器的出口处由上述输送泵抽出；上述分离器外部设有操控面板，用于控制上述污水分离器运行。

在本发明中，斜板的制备工艺、氧化处理工艺为现有技术。

采用上述实施例2的含有本发明实施例1斜板分离装置的含油污水分离器对含油污水进行油水分离处理，在油水分离中，本发明实施例1的斜板分离装置主要起油水分离作用，其具体应用例如下。

应用例1

处理A污水处理厂的含油污水，经检测，未处理前上述含油污水中油滴粒径大约在280-310μm左右，含油量为1337.94mg/L，悬浮物含量为826.30mg/L；

上述含油污水从本发明的含油污水分离器(如图7所示)的进口进入，经预处理装置分离污泥后，又经斜板分离装置分离油和水，油上浮至油槽，污水进入污水输送装置后经输送泵抽出；对除油后的污水进行采样检测，经检测，分离出的污水中油滴粒径大约在42-60μm左右，含油量下降至280-310mg/L左右，悬浮物含量下降至89-92mg/L；

其中，斜板与水平面夹角为20°，波纹面上形成波谷的两个板面的夹角为90°，第一垂直距离为3mm，第二垂直距离为18mm，斜板的平面经过氧化处理，斜板长0.8m，宽0.8m，形状为正方形，斜板数量为15个。

应用例2

处理B污水处理厂的含油污水，经检测,未处理前上述含油污水中油滴粒径大约在290-330μm左右，含油量为9766.03mg/L，悬浮物含量为4248.1mg/L；

上述含油污水从本发明的含油污水分离器(如图7所示)的进口进入，经预处理装置分离污泥后，又经斜板分离装置分离油和水，油上浮至油槽，污水进入污水输送装置后经输送泵抽出；对除油后的污水进行采样检测，经检测,分离出的污水中油滴粒径大约45-63μm，含油量下降至501.47mg/L，悬浮物含量降为389.78mg/L；

其中，斜板与水平面夹角为30°，波纹面上形成波谷的两个板面的夹角为90°，第一垂直距离为2mm，第二垂直距离为20mm，斜板的平面经过氧化处理，斜板长1m，宽1m，形状为正方形，斜板数量为10个。

应用例3

处理C污水处理厂的含油污水，经检测,未处理前上述含油污水中油滴粒径大约在223-289μm左右，含油量为12351.78mg/L，悬浮物含量为6509.24mg/L；

上述含油污水从本发明的含油污水分离器(如图7所示)的进口进入，经预处理装置分离污泥后，又经斜板分离装置分离油和水，油上浮至油槽，污水进入污水输送装置后经输送泵抽出；对除油后的污水进行采样检测，经检测,分离出的污水中油滴粒径大约39-58μm，含油量下降至549.46mg/L，悬浮物含量降为498.12mg/L；

其中，斜板与水平面夹角为15°，波纹面上形成波谷的两个板面的夹角为90°，第一垂直距离为4mm，第二垂直距离为23mm，斜板的平面经过氧化处理，斜板长0.5m，宽0.5m，形状为正方形，斜板数量为20个。

通过上述应用例1-3，含油污水处理前与处理后的油滴粒径、含油量及悬浮物含量可知，本发明的斜板分离装置可以对含油污水进行油水分离，且分离效果较好，可以实现油滴粒径在40微米以上的分离。

本发明实施例中未尽之处，本领域技术人员均可从现有技术中选用。

以上公开的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以上述权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种斜板分离装置，其特征在于，包括框架和斜板；

所述斜板具有相对的两面，一面为平面，另一面为波纹面；

所述斜板的平面朝上、波纹面朝下且所述斜板与水平面成锐角固定于所述框架内；

上层斜板的波纹面的波谷端至正对的下层斜板的平面形成第一空间，上层斜板的波纹面的波峰端至正对的下层斜板的平面形成第二空间；所述第一空间与所述第二空间沿液体流动方向相互交替设置以形成完整流体通道；

含油污水从所述波纹面的竖向截面形状为长方形的一侧进入，流经所述流体通道时形成紊流，所述含油污水中的油滴在所述第一空间处被拦截，水滴通过所述流体通道流出，实现油水分离。

2.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述上层斜板的波纹面的波谷端至所述下层斜板的平面的第一垂直距离为1mm-8mm；所述上层斜板的波纹面的波峰端至所述下层斜板的平面的第二垂直距离为15mm-30mm。

3.根据权利要求2所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述第一垂直距离为1mm-5mm，所述第二垂直距离为15mm-25mm。

4.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述斜板的材质为聚氯乙烯；所述斜板的平面经过氧化处理。

5.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述框架包括两个相对设置的侧板以及固定侧板的连接件；所述斜板通过固定件固定于所述框架内，所述固定件为U型槽，两个侧板上U型槽的槽口相对；所述U型槽在所述侧板上的设置方向与水平方向成15°-45°夹角。

6.根据权利要求5所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述U型槽在所述侧板上的设置方向与水平方向成20°-30°夹角。

7.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述波纹面上形成波谷的两个板面的夹角为60°-120°，所述波纹面上形成波峰的两个板面的夹角为60°-120°；所述波纹面上相邻两个波峰之间的水平距离相等。

8.根据权利要求7所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述波纹面上形成所述波谷的两个板面的夹角为90°，所述波纹面上形成所述波峰的两个板面的夹角为90°。

9.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述斜板一侧边的竖直方向的截面形状为波峰线与波浪线组成，所述斜板另一侧边的竖直方向的截面形状为长方形，所述一侧边和所述另一侧边相交。

10.根据权利要求1所述的一种斜板分离装置，其特征在于，所述斜板的长度为0.5m-1m，宽度为0.5m-1m，所述斜板的形状为正方形，所述斜板的数量为5-20。